磁性介孔生物玻璃作為載藥控釋系統(tǒng)的生物活性和抗感染性能研究.pdf

1、目的：研制人工骨修復(fù)填充材料——磁性介孔生物玻璃（magnetic mesoporous bioactive glass，MMBG），在材料中摻入磁性納米粒子（Fe3O4磁性顆粒）使其具有更好的骨組織相容性和生物活性。同時(shí)使其具備高度有序的介孔結(jié)構(gòu)，較高的抗生素負(fù)載效率和持久穩(wěn)定的緩釋性能，從而抑制材料表面的細(xì)菌粘附，降低骨缺損修復(fù)術(shù)后的感染率。
　　方法：
　　1.通過催化水解硝酸鈣(CaNT)、正硅酸四乙酯（TEOS）、

2、磷酸三乙酯（TEP）和Fe3O4納米粒子制備磁性介孔生物玻璃(MMBG)。同時(shí)合成作為對(duì)照組的介孔生物玻璃(MBG)和沒有介孔結(jié)構(gòu)的普通生物玻璃（NBG）通過XRD，SEM，TEM對(duì)磁性介孔生物玻璃的化學(xué)組成、形貌和孔結(jié)構(gòu)及形成機(jī)理進(jìn)行研究。
　　2.通過浸漬法在同樣規(guī)格的介孔生物玻璃和磁性介孔生物玻璃以及非介孔材料上負(fù)載慶大霉素，采用化學(xué)反應(yīng)比色法（o-phthaldialdehyde method）測定慶大霉素濃度的標(biāo)準(zhǔn)曲線方

3、程，計(jì)算各組材料上慶大霉素總負(fù)載量；測定負(fù)載了慶大霉素的各組材料在144小時(shí)內(nèi)的慶大霉素釋放量，建立藥物緩釋過程的動(dòng)力學(xué)模型。
　　3.接種人骨髓間充質(zhì)干細(xì)胞（hMSCs）于不同材料表面共培養(yǎng)，采用四唑鹽比色法（MTT）分析其對(duì)細(xì)胞增殖的影響，繪制增殖曲線；使用DAPI染核，在熒光顯微鏡下觀測材料表面的細(xì)胞粘附情況；利用掃描電鏡（SEM）直接觀察細(xì)胞在材料表面的鋪展形態(tài)；采用細(xì)胞骨架染色，利用激光共聚焦顯微鏡（CLSM）觀察測細(xì)胞

4、在材料表面的鋪展形態(tài)。4.檢測慶大霉素對(duì)標(biāo)準(zhǔn)菌 ATCC35984(表皮葡萄球菌)和ATCC25923（金黃色葡萄球菌）的最低抑菌濃度;以復(fù)合染料染色，在激光共聚焦顯微鏡（CLSM）下觀察活菌和死菌的熒光強(qiáng)度；進(jìn)行細(xì)菌涂板、計(jì)數(shù)菌落(CFUs/cm2)，測算抑菌效率；采用結(jié)晶紫染色法，測定脫色溶液OD值，定量分析材料表面細(xì)菌生物膜形成情況。
　　結(jié)果：
　　1. MMBG和MBG介孔高度有序且孔徑分別為4.98nm和5.40

5、nm,比表面積分別為385.5m2/g和510.7m2/g,孔容分別為0.60cm3/g和0.90cm3/g。
　　2.負(fù)載了慶大霉素的磁性介孔生物玻璃（Gentamicin loaded MMBG，Gent-MMBG）對(duì)慶大霉素的負(fù)載效率為65.6±2.1％到68.6±4.1%之間，介孔生物玻璃（Gent-MBG）對(duì)慶大霉素的負(fù)載效率為79.6±1.7%到83.1±2.7%之間，均顯著高于普通生物玻璃（Gent-NBG）的藥物負(fù)

6、載效率（14.3±0.4%19.6±2.3%）;同時(shí)，三組材料負(fù)載的藥物經(jīng)過144h的體外釋放后，Gent-MMBG和 Gent-MBG每天的釋放量均大于慶大霉素對(duì)標(biāo)準(zhǔn)菌的最低抑菌濃度（MIC），而 Gent-NBG組在經(jīng)過24h的藥物釋放后，每天的藥物釋放量均小于MIC。
　　3.在4h和12h，MMBG能夠顯著促進(jìn)hBMSCs在其表面的黏附；同時(shí)，第1到7天，MMBG表面的細(xì)胞增殖數(shù)量顯著多于MBG和NBG表面的細(xì)胞增殖數(shù)；在

7、24h內(nèi)的熒光顯微鏡觀察下，MMBG和MBG表面在早期有更多的hMSCs黏附；在第1、4、7天的電鏡觀察下，MMBG和MBG表面的細(xì)胞能夠更平均的分布并覆蓋材料；在72h內(nèi)CLSM觀察下，MMBG和MBG表面的細(xì)胞骨架表現(xiàn)出更好的細(xì)胞鋪展形態(tài)。
　　4.負(fù)載了慶大霉素的Gent-MMBG和Gent-MBG在24h內(nèi)的體外抑菌過程中能夠顯著抑制材料表面的細(xì)菌黏附，與Gent-NBG和NBG相比具有更高的抑菌效率，同時(shí)能夠顯著抑制材料